JPH02212072A - 平面研磨装置におけるブロック位置決め機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウェハなどのワークをブロックに保持
させて定盤により研磨加工する平面研磨装置において、
定盤上に供給されるブロックの位置決めを行うためのブ
ロック位置決め機構に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、シリコンウェハのウェハプロセスは、一般に、
インゴット引き上げ一円筒加工・オリフラ形成−スライ
スー面取り加ニー両面うップ瞬エツチングー片面ポリッ
シュという順番に行われる。

この中で片面ポリッシュは、大きく一次ボリッシュと二
次ポリッシュとに分けられ、それぞれを更に幾つかの工
程に分ける場合がある。

−次ボリッシュでは、ブロックに保持させたウェハに加
圧ヘッドで　２００〜４００ｇ／ａｍ２程度の比較的大
きな荷重を加えて加工し、二次ポリッシュでは、５０〜
２００ｇ／ｃｍ”程度の比較的小さな荷重を加えて加工
するか、これらの加工を行うについては。

重量の大きい複数のブロックを定盤上の定位置ヘセット
しなければならず、その作業が非常に面倒て手数を要す
るばかりでなく、各ブロックに加圧ヘッドをセットする
際にブロックとヘッドとの間に指を挾むなどの危険性が
あり、安全性の面でも問題があった。

そこで、特公昭６３−２０６７４号公報に開示されてい
るように、定盤の中央部にセンターローラを配設すると
共に、定盤の周囲に複数のガイドローラを配設し、これ
らのセンターローラとガイドローラとによってブロック
を定盤上の定位置に一個づつ自動的に位置決めしながら
供給できるようにしたものか提案された。

しかしながら、このものは、ワークを加工する際に、ブ
ロックをセンターローラとガイドローラとの摩擦力を利
用して強制的に駆動、回転させるようにしているため、
二次ポリッシュのようにワークを比較的小さな荷重で加
工する場合にはそれほど問題にならないが、−次ボリッ
シュのようにワークを大きな荷重を加えた状態で加工す
る場合には、定盤の内外周の速度差に基づいてブロック
に作用する回転力が非常に大きくなり、センターローラ
及びガイドローラとの摩擦によりブロックに与えられる
回転力だけでは該ブロックの回転をコントロールするこ
とができないという欠点かあった。しかも、ブロックと
の摩擦によりセンターローラに傷や変形等が生じ易く、
それか−旦変形すると、ブロック位置と加圧ヘット位置
との間にずれか生じ、その後のブロックの位置決めに支
承を来したり、ワークの加工精度に影響を及ぼすなと、
自動化を図る上でも大きな問題かあった。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明の課題は、ブロックの位置決めを簡単且つ確実に
行い得ると共に、その位置決め後には。

該ブロックをセンターローラとの摩擦状態から解放して
、回転する定盤の内外周の周速度の差によって回転する
状態でワークの加工を行い得るようにしたブロック位置
決め機構を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明のブロック位置決め機
構は、ブロックに保持されたワークを研磨する定盤の中
央部に位置決め位置と加工位置とに回動可能に配設され
、その外周面に、上記位置決め位置において定盤上に供
給されるブロックか当接する当接部と、加工位置におい
て該ブロックから離間する凹部とを備えたセンターロー
ラと：定盤の周囲に所定間隔で配設され、定盤上のブロ
ックをセンターローラとの間で支持する支持位置と、該
ブロックを解放する待機位置とに回動可能なガイドロー
ラと：を備えたものとして構成したことを特徴とするも
のである。

各ガイドローラと対応する位置にブロック検出用のセン
サをガイドローラと連動して回動可能に配設し、ガイド
ローラが支持位置にある場合はセンサがブロック非検出
位置に回動し、ガイドローラが待機位置にある場合はセ
ンサがブロック検出位置に回動するようにして３くこと
により、ガイドローラの位置制御をセンサからの検出信
号によって自動的に行うことができる。

［作　用］ センターローラを位置決め位置に保持して定盤上にブロ
ックを一つづつ供給し、定盤を回転させて該ブロックを
移動させると共に、ガイドローラを選択的に支持位置に
回動させて該ブロックをガイドローラとセンターローラ
の出接部とによって順次支持させることにより、各ブロ
ックの位置決めが行われる。

位置決めが終了すると、センターローラが加工位置に回
動し、当接部と凹部との位置が入れ替わるから、該凹部
によってセンターローラとブロックとか離間し、その状
態でワークの研磨加工が行われる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図において、１は機体、２は該機体ｌに
回転自在に配設されて図示しない駆動源に接続された定
盤、３は鎮定ｇ１ｚの上部にエアシリンダ４により昇降
自在に配設された複数（実施例では４個）の加圧ヘット
であって、該加圧ヘッド３と同数のブロック５　（第２
図）を定盤ｚ上に載置し、該ブロック５に保持させたワ
ークを各加圧ヘット３で定ｌ１１２に圧接しながら５回
転する定盤２によってワークを研磨加工するようになっ
ている。

上記定盤２の中央部には、センターローラ７が所定角度
だけ回動可能に配設されている。該センターローラフは
、第３図からも明らかなように、定盤２にボルト８て固
定された内側部材９と、該内側部材９にベアリングｌＯ
を介して相対回転自在に被設された外側部材１１とから
なり、該外側部材１１の外周部には、定盤Ｚ上に供給さ
れたブロック５を当接させるための円周面からなる当接
部１１ａと、該ブロック５をセンターローラ７から離間
させるための凹部１１ｂとか、ブロック５と同数ずつ交
互に形成されている。

上記外側部材１１の中心穴１２内には、機体１に回動自
在且つ昇降自在に支持されたセンターローラ軸１３の下
端部か抜脱自在に挿入され、該センターローラ＠１３上
のフランジ部１３ａと外側部材１１の頂部１１ｃとによ
ってクラッチが形成されており、このクラッチを介して
センターローラ軸１３の回転かセンターローラフの外側
部材１１に伝達されるようになっている。センターロー
ラ軸１３の上端部は、リンク機構１５を介して回動用シ
リンダ１６に連結されると共に、支持部材１７を介して
昇降用シリンダ１８に連結され、上記回動用シリンダ１
６でセンターローラ軸１３を回動させることにより、セ
ンターローラフか所定角度（図示したものては４５度）
回動し、その当接部１１ａがブロック５に当接する位置
決め位置（第２図）と、凹部ｌ１ｌ）によってブロック
５から離間する加工位置（第５図）とを取ることができ
ると共に、定盤２に貼着したバットの交換時等には、昇
降用シリンダ１８でセンターローラ軸１３を上昇させる
ことにより該軸１３の下端をセンターローラ７から抜き
取り、該センターローラ７を定５１２から取り外して所
定の作業を行なうようになっている。

また、上記定盤２の周囲には、ブロック５の位置決め用
のガイドローラ　２１ａ〜２１ｄとブロック５を検出す
るセンサ２２ａ〜２２ｄとが、それぞれブロック５に対
応する数だけ配設されている。即ち、第１図、第２図及
び第４図から明らかなように、定盤２の周囲に立設した
４本の支柱２３上には、図示しないアームシリンダによ
り回動自在のアーム２４が取り付けられ、各アーム２４
上に上記ガイドローラ　２１ａ〜２１ｄとセンサ２２ａ
〜２２ｄとが一組ずつ一定の角度で取り付けられており
、アームシリンダの作動により該アーム２４が第２図の
実線位置に回動したときは、ガイドローラ　２１ａ〜２
１ｄか定盤２上に突出してブロック５をセンターローラ
７との間て支持する支持位置を取ると共に、センサ２２
ａ〜２２ｄか定盤２から後退してブロック５の非検出位
置を取り、アーム２４が第２図の鎖線位置に回動したと
きは、ガイドローラ　２１ａ〜２１ｄが定盤２上から後
退してブロック５を解放する待機位置を取ると共に、セ
ンサ２２ａ−２２ｄが定５１２上に突出してブロック５
を検出する検出位置を取るようになっている。

上記ガイドローラ　２１ａ〜２１ｄとセンサ２２ａ〜２
２ｄとの位置制御は、例えば次のような設定により自動
的に行われるようになっている。即ち、定盤２のブロッ
ク供給位置Ａにブロックが供給されて定！１２の回転釦
か押された時には、各アーム２４がアームシリンダによ
り１８２図の鎖線位置に回動し、各センサ２２ａ〜２２
ｄが定５１ｚ上に突出する検出位置を取ると共に各ガイ
ドローラ２１ａ　ヘ２１ｄが待機位置を取り、この状態
でセンサ２２ａ〜２２ｄがブロック５を検出したときに
は、自己の位置より定Ｉ１２の回転方向側に一つだけ進
んだ位置（後方位置）のアーム２４がアームシリンダに
より回動し、その位置のガイドローラが定盤２上に突出
して支持位置を取ると共にセンサが非検出位置を取るよ
うに設定されており、特に、第１のセンサ２２ａがブロ
ック５を検出したときには、その後方位置の第２のガイ
ドローラ２１ｂだけでなく、自己の位置における第１の
ガイドローラ２１ａも同時に支持位置を取るようになっ
ている。

なお、上記センサ２２ａ〜２２ｄは、光、超音波、磁気
等を利用する非接触式のものや、その他の接触式のもの
など、如何なる方式のものであっても良いが、この実施
例においては、先端部が下方に折れ曲がり、この先端部
にブロック５が接触したときに該ブロック５を検出する
接触式のリミットスイッチを使用している。

次に、上記構成を有する装置の作用について説明する。

第６図（Ａ）に示すように、各センサ２２ａ〜２２ｄが
定Ｉ１２上の検出位置にあると共に各ガイドローラ２１
ａ〜２１ｄが待機位置にあり、且つ、センターローラ７
が位置決め位置にある状態で、同図（Ｂ）に示すように
、ブロック供給位置Ａから定１ｉ２上に一つ目のブロッ
ク５ａが供給されて定盤２の回転釦が押されると、同図
（Ｃ）に示すように鎮定１１２が回転してブロック５ａ
が矢印方向に移動する。そして、第１のセンサ２２ａが
該ブロック５ａを検出すると、同図（Ｄ）に示すように
その後方位置にある第２のガイドローラ２１ｂが支持位
置に回動するため、該ブロック５ａは、この第２のガイ
ドローラ２１ｂとセンターローラフの当接面１１ａとに
当接してその位置に支持される。なお、このとき第１の
ガイドローラ２１ａも支持位置に回動している。

続いて、同図（Ｅ）に示すように、定！ｌｚの回転を停
止して２つ目のブロック５ｂを供給し、定盤２の回転釦
を押すと、支持位置にあった第１及び第２のガイドロー
ラＨａ、２１ｂが待機位置に移動して１代りに第１及び
第２のセンサ２２ａ、２２ｂが検出位置に復帰しく同図
ＣＦ）参照）、定盤２の回転により２つのブロック５ａ
、５ｂの搬送が行われる。そして、先ず、一つ目のブロ
ック５ａが第２のセンサ２２ｂにより検出されて第３の
ガイドローラ２１ｃか支蒔位置に回動した後、二つ目の
ブロック５ｂが第１のセンサ２２ａにより検出されて第
１及び第２のガイドローラ２１ａ、２１ｂが支持位置に
回動するため、各ブロックＳａ、５ｂは、同図（Ｇ）に
示すようにこれらのガイドローラ２１ｃ、２１ｂとセン
ターローラフの当接面１１ａとに当接してその位置に支
持される。

更に、同図（Ｈ）に示すように３つ目のブロック５Ｃが
供給されると、各ブロック５ａ、５ｂ、５ｃは、上述の
ようにして第２〜第４のガイドローラ２］ｂ、２１ｃ。

２１ｄとセンターローラフとに支持された状態に位置決
めされる（同図（１）、（Ｊ）参照）。

そ、して、４つ目のブロック５ｄは、同図（Ｋ）に示す
ように、手作業によってＩ８１のガイドローラ５ｄとセ
ンターローラ７とに当接した状態に位置決めされる。

かくして４つのブロック５８〜５ｄの位置決めか終了す
ると、各加圧ヘッド３が下降してブロック５にセットさ
れ、第５図に示すように、各ガイドローラ　２１ａ〜２
１ｄか待機位置に回動すると共に、センターローラ７か
回動用シリンダ１６により所定角度回動じて、凹部１１
ｂによりブロック５から離間する加工位置を取り、その
状態で加工が行われる。このとき、各ブロック５８〜５
ｄには、定盤２の内外周の速度差により回転力が与えら
れる。

なお、上記加工時には、各センサ２２ａ〜２２ｄか検出
位置にあっても、ブロック検出信号が出力されないよう
になっていることは当然である。

上記装置においては、一部の加圧ヘッド３を選択的に使
用して加工を行うこともできる。第７図は、第２及び第
４のガイドローラに対応する２つの加圧ヘッド３．３を
使用して加工する場合のブロックの位置決め方法を示し
ている。この方法において、同図（Ａ）〜（Ｄ）に示す
ように、一つ目のブロック５ａを供給して第２のガイド
ローラ２１ｂとセンターローラフの当接面１’ｌａとに
当接させて支持させたあと、同図（Ｅ）に示すように、
２つ目のブロック５ｂを供給して定盤２の回転釦を押す
と、支持位置にあった第１及び第２のガイドローラ２１
ａ、２１ｂが待機位置に移動して、代りに第１及び第２
のセンサ２２ａ、２２ｂが検出位置に復帰し、その状態
で定盤２によりブロック５ａ、５ｂが送られる（同図（
Ｆ）参照）、そして、先ず一つ目のブロック５ａが第２
のセンサ２２ｂで検出されて第３のガイドローラ２１ｃ
が支持位置に回動し、次いで２つ目のブロック５ｂが第
１のセンサ２２ａで検出されて第２のガイドローラ２１
ｂが支持位置に回動するから、同図（Ｇ）に示すように
、各ブロック５ａ、５ｂはこれらのガイドローラ２１ｃ
、２１ｂに当接してその位置に支持される。この状態で
再び定！１２の回転釦を押すと、第２のガイドローラ２
１ｂは支持位置を保持してブロック５ｂは移動しないか
、第３のガイドローラ２１ｃか待機位置に移動して第３
のセンサ２２ｃが検出位置に回動するため、該第３のセ
ンサ２２ｃがブロック５ａを検出して第４のガイドロー
ラ２１ｄか支持位置に回動しく同図（Ｈ）参照）、該ブ
ロック５ａか第４のガイドローラ２１ｄに当接してその
位置に支持される。このときの状態を同図（りに示して
いる。

かくして２つのブロック５が位置決めされた後、それに
対応する加圧ヘット３によって加工か行われる。この場
合にも、センターローラ７が加工位置を取り、且つ各ガ
イドローラか待機位置を取ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 上記構成を有する本発明によれば、センターローラに凹
部を設けたので、ブロックを位置決めした後該センター
ローラを所定角度回動させるだけで、該センターローラ
をブロックと離間させることができ、これにより、ブロ
ックをセンターローラから切り離して該センターローラ
との摩擦状態から解放し、定盤の内外周の周速度の差に
よって回転させながらワークの加工を行うことができる
。従って、ブロックによってセンターローラやガイドロ
ーラを傷付けたり変形させることがなく、精度の良い加
工を行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す部分破断側面図、第２
図はその要部拡大平面図、第３図は同要部拡大断面図、
第４図は同要部拡大側面図、第５図は異なる動作状態を
示す第２図と同位置での要部平面図、第６図　（＾）〜
（Ｋ）はブロックの位置決め方法の一例を示す説明図、
第７図　（Ａ）〜（１）はブロックの位置決め方法の他
側を示す説明図である。 ２　・定盤、 １ａ ２２ａ ・ブロック、 ・センターローラ、 〜２１ｄ　・・ガイドローラ、 〜２２ｄ・・センサ。 特 許 出 願 人 スピードファム株式会社 第 図 第 図 （Ａ） 第７１ （Ｂ） 第 図 （Ｋ） （Ｃ”） ｔｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブロックに保持されたワークを研磨する定盤の中央
   部に位置決め位置と加工位置とに回動可能に配設され、
   その外周面に、上記位置決め位置において定盤上に供給
   されるブロックに当接する当接部と、加工位置において
   該ブロックから離間する凹部とを備えたセンターローラ
   と、 定盤の周囲に所定間隔で配設され、定盤上のブロックを
   センターローラとの間で支持する支持位置と、該ブロッ
   クを解放する待機位置とに回動可能なガイドローラと、 を備えていることを特徴とする平面研磨装置におけるブ
   ロック位置決め機構。 ２、各ガイドローラと対応する位置に該ガイドローラと
   連動して回動可能に配設され、ガイドローラが支持位置
   にある場合はブロック非検出位置に回動し、ガイドロー
   ラが待機位置にある場合はブロック検出位置に回動する
   ブロック検出用のセンサを有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の平面研磨装置におけるブロック
   位置決め機構。